KR20180129474A - 공연장의 스피커 음향제어 시스템 - Google Patents

공연장의 스피커 음향제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 공연장의 스피커 음향제어 시스템은, 상기 공연장의 벽체에 장착되는 것으로서, 메인 스피커와, 상기 메인 스피커의 좌우 측면 중 적어도 하나에 회동부를 매개로 좌우로 회동 가능하게 장착되는 서브 스피커와, 상기 회동부에 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는, 복수개의 스피커 어셈블리; 상기 벽체로부터 상기 스피커 어셈블리를 지지하는 지지 어셈블리; 상기 구동부의 구동을 제어하는 회동 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공연장의 스피커 음향제어 시스템{Speaker Audio Output Control System}
본 발명은 공연장의 스피커 음향제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내에 장착된 복수의 스피커를 활용하여 실내의 다양한 위치에서 동일한 수준의 음향효과를 누릴 수 있도록 스피커의 출력을 제어하는 공연장의 스피커 음향제어 시스템에 관한 것이다.
극장이나 영화관은 수많은 사람들이 실내에 모여 동일한 시각매체와 사운드를 즐기는 공간이다. 이러한 공간에서 시각매체의 경우 실내의 바닥을 경사지게 형성하고, 좌석을 복수의 열로 배치하되, 각 열의 높이가 점차 높아지도록 형성함으로써 모든 인원의 시야에 시각매체가 보여질 수 있는 구성을 갖추는 것이 일반적이다. 하지만 사운드의 경우에는 아직까지도 대형 스피커로 강력한 출력을 발생시키거나 혹은 수 많은 스피커를 장착하여 소리의 음영영역을 줄이는 형태로 구성하는 것이 전부였다. 도 1은 일반적인 극장이나 영화관 등 공연장에 설치된 음향시설의 예시이며, 도 1에서도 나타나듯이, 사운드를 제공하기 위한 구성은 벽에 일정 간격마다 배치한 고출력의 스피커를 확인할 수 있다.
이렇듯, 과거 1채널 모노 사운드나 2채널 스테레오 사운드까지는 단순하게 소리의 출력을 올리고 다양한 위치에 스피커를 장착하는 것으로 해결할 수 있었지만, 기술의 발전을 통해 5.1채널, 7.1채널, 10.2채널 등 개별 음향효과를 섞어 보다 실감나는 사운드 출력기술이 개발되면서 단순하게 각 스피커의 소리를 올리거나 다수의 스피커를 장착하는 것 만으로는 해결될 수 없게 되었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0339451호에 "스테레오 오디오 시스템 및 이 시스템에서의 오디오 출력 밸런스동적 유지 방법"이 개시되어 있다.
본 발명은 스테레오 오디오 시스템에서 오디오 출력 밸런스를 동적으로 유지시키기 위한 것으로서, 청취자가 보유한 원격제어기를 통해 청취자의 물리적 위치를 송신함으로써 스테레오 밸런스를 제어할 수 있는 특징을 가지고 있다. 다만, 청취자가 일일이 원격제어기를 보유하고 있어야 하며, 단순 스테레오 음성까지만 지원할 수 있기 때문에 최신 기술을 적용하기에는 다소 어려움이 따른다는 문제점을 가지고 있다.
다른 선행기술로서 대한민국 등록특허 제 10-0827936호 “디지털 무선 프레미스 오디오 시스템 및 그 동작 방법”에 따르면, 프레미스 상에 배치되어 디지털 형태의 오디오 채널을 수용하고, 채널을 디지털 데이터의 스트림으로 엔코딩하고, 프레미스 주위에 스트림을 무선으로 송신하는 디지털 오디오 엔코더/송신기 및 프레미스 상에 배치되고, 전원에 결합 가능하며 디지털 오디오 수신기//디코더, 오디오 증폭기 및 스피커를 직렬로 포함하며, 스트림을 수신하고 그로부터 오디오 채널을 디코딩하고, 오디오 채널을 아날로그 형태로 변환한 상태에서 채널을 증폭하고 스피커를 구동하기 위해 전원으로부터 전력을 채용하는 스피커 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 오디오 시스템 또한 단순히 출력되는 신호의 채널 증폭만을 제어하므로 넓은 공간에서 다수의 청자를 향해 적용하기에는 어렵다는 단점을 갖는다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 메인 스피커와 메인 스피커의 측면에서 회동 가능하게 부착되는 서브 스피커를 통해 실내공간에서 사운드를 출력할 수 있는 오디오 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 실내공간에서 청자를 인식하여, 청자가 위치한 방향을 향해 사운드가 제공될 수 있도록 스피커의 방향이 변동 가능한 구성을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 사운드가 집중되기 원하는 영역으로 음파를 집중 방출할 수 있도록 음파를 집중할 수 있는 구성을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 스피커가 각각 다른 기울기로 동일한 방향을 향할 수 있도록 구성되되, 이러한 구성으로 인해 발생되는 음파의 간섭을 방지하는 구성을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공연장의 스피커 음향제어 시스템은, 상기 공연장의 벽체에 장착되는 것으로서, 메인 스피커와, 상기 메인 스피커의 좌우 측면 중 적어도 하나에 회동부를 매개로 좌우로 회동 가능하게 장착되는 서브 스피커와, 상기 회동부에 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는, 복수개의 스피커 어셈블리; 상기 벽체로부터 상기 스피커 어셈블리를 지지하는 지지 어셈블리; 상기 구동부의 구동을 제어하는 회동 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 스피커 어셈블리는, 상기 메인 스피커 및 상기 서브 스피커를 결합한 결합체를 수용하는 고정 하우징을 더 포함하고, 상기 지지 어셈블리는, 상기 벽체를 기준으로 상기 고정 하우징을 좌우로 회전 가능하게 지지하는 회전축과, 상기 회전축에 구동력을 제공하는 보조 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
덧붙여, 상기 지지 어셈블리는, 상기 회전축의 단부에 장착되어 상기 고정 하우징을 상하로 회동 시키는 틸팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 공연장 좌석에 앉은 개체를 감지하는 개체감지센서가 구비된 센서부와, 상기 센서부에서 감지된 개체의 고저에 따라 좌석영역별로 분포정보를 생성하는 분포판단부와, 상기 좌석영역과 상기 복수개의 스피커 어셈블리 각각의 이격된 거리를 판단하는 거리판단부를 포함하는 개체 판단모듈과, 상기 분포정보가 가장 높은 좌석영역으로 상기 메인 스피커의 출력방향을 변경하도록 상기 보조 구동부 및 상기 틸팅부 중 적어도 하나의 구동을 차등 제어하는 회전제어부를 포함하는 연동 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공연장의 스피커 음향제어 시스템에 의하면,
1) 메인 스피커의 측면에서 회동 가능하게 부착되는 서브 스피커를 하나의 구성으로 통합하여 복수의 스피커를 통해 실내공간에서 사운드를 출력할 수 있는 구성을 제공하고,
2) 실내공간에서 청자를 인식하여, 청자가 위치한 방향을 향해 사운드가 제공될 수 있도록 스피커의 방향이 변동 가능한 구성을 제공하며,
3) 사운드가 집중되기 원하는 영역으로 음파를 집중 방출할 수 있도록 스피커 측면에 음파를 집중할 수 있는 반사구성을 제공 하고,
4) 나아가 복수개의 스피커가 각각 다른 기울기로 동일한 방향을 향할 수 있도록 구성되되, 이러한 구성으로 인해 발생되는 음파의 간섭을 방지하는 막이구성을 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 극장이나 영화관 등 공연장에 설치된 음향시설의 예시.
도 2는 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템을 적용한 음향시설의 예시.
도 3은 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템에서 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템의 기본구성을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템의 제어구성을 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 회동부을 적용한 일 실시예를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 차음장치를 적용한 일 실시예를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 메인 차음판의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 흡음판을 적용한 일 실시예를 도시한 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템을 적용한 음향시설의 예시이고, 도 3은 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템에서 컨트롤러(500)의 구성을 도시한 블록도이며, 도 4는 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템의 기본구성을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 공연장의 스피커 음향제어 시스템의 제어구성을 도시한 개념도이고, 도 6은 본 발명의 회동부(130)을 적용한 일 실시예를 도시한 사시도이다.
먼저, 도 3 내지 6을 통해 기본구성을 살펴보면, 공연장의 스피커 음향제어 시스템은, 메인 스피커(110)와, 상기 메인 스피커(110)의 좌우 측면에 각각 회동부(130)을 매개로 좌우로 회동 가능하게 장착되는 서브 스피커(120)와, 상기 회동부(130)에 구동력을 제공하는 구동부(140)를 포함하는 스피커 어셈블리(100); 실내공간의 벽체로부터 상기 스피커 어셈블리(100)를 지지하는 지지 어셈블리(200); 상기 구동부(140)의 구동을 제어하는 회동 제어모듈(510)을 구비한 컨트롤러(500);로 구성된다.
먼저, 스피커 어셈블리(100)는 일반적으로 공연장(극장, 영화관 등)에서 사용되는 고출력 스피커로서, 공연장의 벽체에 적어도 하나 이상 장착되는 것을 특징으로 하되(일반적으로는 일정 간격마다 복수개가 배치되어 일종의 사운드 채널을 형성하거나 혹은 큰 범위의 실내공간에 고르게 사운드가 제공될 수 있도록 하는 것을 원칙으로 한다.) 그 구성은, 메인 스피커(110)와, 이 메인 스피커(110)의 좌우 측면 중 적어도 어느 하나에 장착되는 하나 이상의 서브 스피커(120) 및, 메인 스피커(110)와 서브 스피커(120)를 연결하되, 서브 스피커(120)가 메인 스피커(110)로부터 일정한 각도로 기울어져 부착된 상태로 이동시켜 고정할 수 있도록 힌지나 축과 같은 구성에 스토퍼 등을 포함하는 회동부(130)를 매개로 장착되는 것을 특징으로 한다. 도면에는 가장 대표적인 구성으로서 스토퍼 기능을 구비한 축을 사용하여 연결되는 구성을 나타내었다. 또한, 이 회동부(130)에 구동력을 제공하기 위한 구성으로서, 모터 등을 포함하는 구동부(140)가 더 포함될 수 있는데, 이러한 구동부(140)를 통해 서브 스피커(120)의 회동위치가 고정되는 것을 보조할 수 있을뿐더러 후술할 자동제어에도 활용할 수 있음은 물론이다.
나아가 지지 어셈블리(200)는 공연장의 내부인 실내공간의 벽체 일 측에 장착되어 스피커 어셈블리(100)를 지지하는 것으로서, 여기서 벽체라고 함은 측벽이나 바닥, 천장 등 실내를 구성하기 위해 실내공간을 둘러싼 요소이자 평면이 형성된 부분을 의미한다. 즉, 지지 어셈블리(200)는 이러한 벽체의 적어도 일 측에 장착된 봉이나 기타 다양한 형태의 지지수단을 의미하는 것이며, 도 1에서 나타난 것처럼 벽체의 외측으로 스피커 어셈블리(100)가 노출되도록 장착될 수도 있으며, 나아가 도 2에서 나타난 것처럼 벽체에 별도의 고정 하우징에 싸인 상태로 스피커 어셈블리(100)가 장착되는 것 혹은 도면에는 나타나지 않았지만 벽체를 함입하여 스피커 어셈블리(100)가 내장될 수 있는 공간을 형성하여 장착될 수도 있음은 물론이다.
다음으로 컨트롤러(500)는 구동부(140)를 제어함으로써 메인 스피커(110)와 서브 스피커(120)가 이루는 각도(기울기)를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 각도의 제어는 바람직하게는 영화관이나 극장 등의 초기 세팅 시 원하는 위치(일반적으로 관객이 착석하는 관객석의 중앙부나 각 스피커 어셈블리(100)가 할당된 위치)로 사운드를 집중시키기 위한 기본 세팅 시 활용될 수 있는 것이다. 이 때, 컨트롤러(500)에는 후술하겠지만, 구동부(140)의 구동을 제어하는 회동제어모듈(510)의 구성이 포함될 수 있으며, 이 회동제어모듈(510)에는 별도의 제한 없이 기 지정된 규칙이나 시점에 따라 구동부(140)가 자동으로 제어되도록 하는 집중제어부(511)의 구성이 더 포함될 수도 있음은 물론이다.
여기서 스피커 어셈블리(100)는 메인 스피커(110)과 서브 스피커(120)의 결합체에서 이 결합체의 형태를 유지할 수 있도록 결합체의 적어도 일 측(바람직하게는 하면, 상면, 측면 및 후면 중 적어도 하나 이상)을 지지 및 수용하는 고정 하우징(180)이 더 포함될 수 있다. 이 고정 하우징(180)은 판 형상을 갖거나 혹은 일정한 형태나 체적을 갖는 구조체로 형성될 수 있으며, 이러한 고정 하우징(180)을 통해 메인 스피커(110)와 서브 스피커(120)가 결합된 결합체가 수용됨으로써 지지될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
나아가 지지 어셈블리(200)의 구성을 상세하게 살펴보면, 벽체 일 측에 장착되되 좌우로 회동 가능하여 고정 하우징(180)을 좌우로 회동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 회전축(210)과 회전축(210)의 상단부에서 회전축(210)과 고정 하우징(180)을 연결하도록 장착되는 것으로서, 고정 하우징(180)을 상하로 회동시키는 틸팅부(220)와, 이 회전축(210) 및 틸팅부(220)에 구동력을 제공하는 보조 구동부(230)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 보조 구동부(230)에 따라 스피커 어셈블리(100) 전체의 방향제어가 가능한 것으로서, 회전축(210)을 통해 좌우 회동을, 틸팅부(220)를 통해 상하 회동이 가능하여 회동범위만 충분히 주어진다면 360도 회전이 가능한 구성을 제공한다. 이러한 구성을 통해 스피커 어셈블리(100)(특히 메인 스피커(110))를 원하는 방향을 향하도록 제어할 수 있게 되는 것이다.
이 때, 컨트롤러(500)에는 다음의 구성이 더 포함될 수 있다.
먼저, 공연장 내부에 위치한 개체(바람직하게는 좌석에 착석한 관객 등의 청자)와 메인 스피커(110) 및 서브 스피커(120)를 판단하는 개체 판단모듈(530)의 구성을 더 포함할 수 있다. 이 개체 판단모듈(530)의 상세구성으로서, 공연장 내부에 위치한 개체를 감지하는 개체감지센서(610)가 구비된 센서부(600)를 더 포함할 수 있다. 개체감지센서(610)의 경우 전체 공연장 내부에 위치한 개체의 숫자를 파악할 수 있는 구성이다. 여기서 개체라고 함은 기본적으로 세팅되어있는 실내공간에서 변동될 수 있는 것은 관객이기 때문에, 변화되는 개체를 감지한다는 것은 다시 말해 관객을 감지할 수 있는 것이라 볼 수 있으며, 특히 좌석에 앉은(각 좌석영역에 위치한) 실질적인 관객을 집계하는 것이 가장 바람직하다 할 수 있다. 이를 위해 개체감지센서(610)는 적외선센서나 초음파센서, 포토센서 등이 활용될 수 있음은 물론이다. 또한, 이러한 센서는 개체의 숫자 뿐만 아니라 부가적으로 개체와의 거리나 개체의 이동, 개체의 변화 등 다양한 부가요소를 추가로 파악하는 데에도 활용될 수 있음은 물론이다.
다만, 일반적인 경우 공연장이나 극장 등의 실내공간에는 복수개의 스피커 어셈블리(100)가 위치하게 되는데, 각각의 스피커 어셈블리(100)는 특정 반경의 관객을 대상으로 사운드를 출력하도록 방향이 지정되어 있는 경우가 많다. 다만 본원의 스피커 어셈블리(100)의 경우, 기존의 스피커와는 달리 하나의 스피커 어셈블리(100)에서 적어도 둘 이상의 방향으로 사운드 출력이 가능하기 때문에 스피커 어셈블리(100)의 정만만을 고려할 필요가 없다. 따라서 개체감지센서(610)는 특정 반경을 대상으로 센싱하는 것이 아닌, 실내공간 전부를 센싱하는 것이 바람직하다. 그러므로 센서부(600)는 실내공간 전부를 센싱할 수 있는 위치(예를 들면 천장이나 벽 등)에 위치하는 것이 좋다고 할 수 있다.
이러한 구성에 따라 개체 판단모듈(530)은 추가적으로 개체감지센서(610)에서 감지된 개체의 고저에 따라 각 좌석마다 감지된 개체수를 판단하여 분포정보를 생성하는 분포판단부(531)의 구성을 더 갖출 수 있다. 즉, 개체감지센서(610)는 공연장 내부에 위치한 개체의 존재 여부를 판단하게 되는데, 이 중에서도 개체가 가장 많이 분포되어있는 부분과 개체가 다른 곳에 비해 별로 위치하지 않거나 아예 개체가 존재하지 않는 영역을 판단할 수 있다. 이것이 바로 분포정보이며, 분포정보를 통해 쉽게 개체의 고저를 분별할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
나아가, 개체 판단모듈(530)은 개체감지센서(610)를 통해 감지된 개체수의 고저에 따라 좌석을 복수개로 그룹핑한 좌석영역을 설정하는 영역설정부(532) 및 좌석영역과 각 스피커 어셈블리(100)간의 이격된 거리를 판단하는 거리판단부(533)의 구성이 더 포함될 수 있다. 이 경우 일반적으로는 개체감지센서(610)이 개체와 스피커 어셈블리(100)를 모두 인식하여 거리를 판단하겠지만, 개체감지센서(610)에서 개체의 위치만을 감지하더라도 스피커 어셈블리(100)와의 이격거리를 판단할 수도 있는데, 이는 일반적으로 스피커 어셈블리(100)가 실내공간에 장착되면 그 위치에서 상하좌우로 회전만 할 뿐 고정된 위치가 변경되지는 않기 때문이다. 따라서 별도로 스피커 어셈블리(100)의 설치위치정보가 저장된 별도의 데이터베이스(미도시)가 더 포함될 수도 있고, 이를 활용하여 개체와 스피커 어셈블리(100)간의 거리를 판단할 수도 있음은 물론이다.
또한, 개체 판단모듈(530)을 통해 도출된 분포정보 및 도출된 거리를 활용하는 것으로서, 연동 제어모듈(520)의 구성이 더 포함될 수 있다. 즉, 연동 제어모듈(520)은 분포정보가 가장 높은 좌석영역을 향해 메인 스피커(110)의 출력방향이 향할 수 있도록 보조 구동부(230) 및 틸팅부(220) 중 적어도 하나의 구동을 차등 제어하는 회전제어부(521)를 포함한다. 즉, 기본적으로 가장 분포정보가 높은 좌석영역에 사운드를 집중시키는 역할을 하는 것이다. 이후 개체 판단모듈(530)은 각각의 스피커 어셈블리(100)별로 분포정보가 가장 높은 좌석영역을 제외한 나머지 좌석영역을 향해 사운드가 전달될 수 있도록 이 나머지 좌석영역에서 거리의 고저에 따라 우선순위를 부여하는 우선순위 판단부(533)의 구성을 더 포함할 수 있다. 즉, 앞선 회전제어부(521)구성은 메인 스피커(110)를 분포정보가 가장 높은 좌석영역을 향해 배치시키게 되므로 그 외의 좌석영역은 사운드의 음영영역으로 남을 수 밖에 없는데, 이를 보조하기 위해 서브 스피커(120)를 회동시켜 음영영역을 제거하는 역할을 하는 것이다. 다만, 실내영역에 복수개의 스피커 어셈블리(100)가 존재하며, 따라서, 음영영역을 효과적으로 제거하기 위해서는 서브 스피커(120)가 음영영역을 향하되, 커버하기 용이한 순서(가까운 순서가 가장 적합하다.)로 우선순서를 매겨 사운드를 출력하도록 하는 것이다.
따라서, 연동 제어모듈(520)에는, 우선순위가 높은 순서에 따라 각각의 스피커 어셈블리(100)마다 보조 스피커(120)의 출력방향이 변경되도록 회동부(130)의 회동을 차등 제어하는 거리제어부(522)의 구성이 더 포함될 수 있다. 이러한 구성을 통해 보조 스피커(120)를 음영영역으로 향하도록 하는 구성이 제공된다.
이 때, 각각의 좌석영역에서 동일한 음량을 느끼려면, 각 스피커 어셈블리(100)로부터 출력되는 음량이 모두 다르게 차등제어 되어야만 할 것이다. 이에 따라, 연동 제어모듈(520)은 각 좌석영역별로 출력방향이 지정된 서브 스피커(120)를 판단하는 영역분류 판단부(523)와, 보조 구동부(230) 및 틸팅부(220)의 구동을 통해 초기상태로부터 변화된 서브 스피커(120) 각각에서 출력되는 사운드의 크기를 지정하는 출력제어부(524)의 구성이 더 포함될 수 있다.
이에 따라 각 좌석영역을 담당하는 스피커와 각 스피커의 기울기를 인식할 수 있으며, 따라서 실질적으로 출력되는 사운드의 크기가 어느정도여야만 하는지를 판단할 수 있게 되는 것이다. 즉, 좌석영역별로 서브 스피커(120) 각각의 거리 고저와 기울기의 고저에 비례하는 사운드 출력 크기를 차등 제어하는 출력제어부(524)의 구성이 더 포함되는 것이다.
이 때, 출력제어부(524)를 통해 출력되는 사운드의 크기는 바람직하게는 다음의 수식 1을 이용하여 도출될 수 있다.
수식 1 :
Figure pat00001
여기서, SA는 사운드 크기, d는 상기 좌석영역의 폭, h는 상기 좌석영역으로부터 상기 서브 스피커 각각의 이격된 거리, k는 상기 좌석영역을 향해 출력방향이 지정된 상기 서브 스피커의 총 개수, hw는 상기 서브 스피커의 기울기, he는 상기 좌석영역을 향해 출력방향이 지정된 상기 서브 스피커의 이격된 거리 평균을 의미한다.
좌석영역의 면적은 개체감지센서(610)의 센싱된 정보에 따라 결정되며, 이에 따라 d값이 도출될 수 있다. 여기서 k는 해당 좌석영역을 향하고 있는 서브 스피커(120)의 총 개수를 의미한다. 나아가 hw는 각 서브 스피커(120)가 초기상태로부터 좌우상하로 변화된 기울기를 의미한다. 즉, 수식 1에서는 각 기울기의 코사인값에 다시 h값을 곱한 것의 합을 구하여 활용한다. 이러한 합은 해당 좌석영역을 향하는 서브 스피커(120)의 거리 평균으로 나누게 되며, 이로 인해 각 스피커별로 출력되어야 할 사운드 크기를 판단할 수 있게 되는 것이다.
이러한 수식 1을 통해 각각의 스피커가 동일한 크기로 사운드를 출력하지 않고, 거리에 비례하여 적합한 크기로 사운드를 출력하게 되기 때문에, 어떠한 좌석영역에서도 동일한 수준의 사운드를 청취할 수 있게 되는 효과가 있다.
즉, 도 5를 참조하여 이러한 컨트롤러 구성을 다시 한번 설명하면, 실내공간에 수많은 청자가 위치하고, 있으되, 이러한 청자들의 분포는 도 5에서 나타나듯이 분산된 경우가 발생할 수 있다. 이 청자들의 분산에 따라 분포가 가장 높은 순서대로 A부터 E까지의 번호를 매겨놓았으며, 이를 좌석영역이라 할 수 있다. 이 때, 전체 청자를 100으로 놓았을 때, A에는 50, B에는 30, C에는 10, D와 E는 각각 5에 해당하는 비중이 위치하고 있다고 가정하도록 한다. 즉, A영역이 가장 분포가 높은 영역으로서, 각 스피커 어셈블리(100)는 이 A영역을 분포정보가 가장 높은 좌석영역으로 설정하고 메인 스피커(110)를 향하도록 제어될 것이다. 다음으로 비중이 높은 B는 전체 100중 30의 비중으로, C는 100중 10의 비중으로, D와 E는 100중 5의 비중으로 사운드 출력의 비중이 매겨지게 된다. 따라서, 서브 스피커(120)는 나머지 BCDE영역도 고려하여 출력을 진행해야 하는데, 각각의 스피커 어셈블리(100)와 각 좌석영역의 거리를 고려하여 각 스피커 어셈블리(100)마다 BCDE영역의 우선순위를 부여한다.
예를 들어 도 5에서 A와 E사이에 위치한 스피커 어셈블리(100)의 경우, E가 가장 가깝고, 다음이 B, 다음이 C, 마지막으로 D순서로 좌석영역의 우선순위를 부여할 수 있다. 이 때, 이 스피커 어셈블리(100)에 하나의 서브 스피커(120)가 달린 경우라면, 해당 서브 스피커(120)는 우선순위에 따라 B를 향할 수 있도록 제어될 것이다. 그러나, 본 발명의 스피커 어셈블리(100)의 경우, 서브 스피커(120)는 하나 이상이 장착될 수 있기 때문에, 서브 스피커(120)의 개수에 따라 추가적으로 다음 우선순위에 해당하는 좌석영역을 향해 각 서브 스피커(120)의 방향을 다르게 향하도록 제어할 수 있게 되는 것이다.
도 7은 본 발명의 차음장치(300)를 적용한 일 실시예를 도시한 사시도이다.
여기서 추가적으로 스피커 어셈블리(100)는 그 자체의 구성만으로도 일정 수준의 사운드 제어가 가능하게 설계될 수 있다. 즉, 스피커 어셈블리(100)는 메인 스피커(110)와 서브 스피커(120) 각각의 하우징으로부터 전면 둘레를 따라 전방으로 돌출 연장된 프론트커버(170)를 더 포함할 수 있다.
앞선 스피커 어셈블리(100)의 설명에서 언급된 회동부(130)는 메인 스피커(110)와 이웃한 서브 스피커(120)를 좌우로 회동 가능하게 연결하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 것이었으나, 프론트커버(170) 구성의 추가에 따라 회동부(130)는 이 프론트커버(170)의 외측면에 장착되어 프론트커버(170)를 기준으로 좌우로 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
즉, 도면에서 확인할 수 있듯이 이웃한 메인 스피커(110)와 서브 스피커(120)를 연결하는 방법은 외측면의 전방(바람직하게는 프론트커버(170)의 외측면 전방)을 회동부(130)를 통해 연결하거나 혹은 외측면의 후방을 회동부(130)를 통해 연결하는 방법이 적용될 수 있었다. 이러한 두 가지의 연결방법은 모두 다른 효과를 갖는데, 앞선 방법의 경우 사운드를 모아 방출시키는 데에 효과적이며, 뒤의 방법은 하나의 모듈로 세 가지 방향으로 사운드를 분산하여 방출시킬 수 있는데 초점을 둔 것이다. 다만, 뒤의 방법은 작은 실내공간에서 하나의 스피커 어셈블리(100)만을 활용해 소리를 출력하는 경우에만 용이할 뿐 다수의 스피커 어셈블리(100)가 일정 간격마다 배치된 일반적인 경우에는 오히려 스피커 어셈블리(100)의 출력효율만 낮추게 되는 부정적인 영향을 더 미칠 수 있어 잘 고려되지 않는 방법이다.
따라서, 일반적으로 활용 가능한 앞선 방법이 본 공연장의 스피커 음향제어 시스템의 기본 구성이라 할 수 있으며, 이 구성을 중심으로 추가적인 부가구성을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메인 스피커(110)와 서브 스피커(120)의 사이에는 ‘ㅅ’형태의 차음장치(300)가 끼워질 수 있다. 즉, 차음장치(300)는 이웃한 프론트커버(170) 사이에 끼움결합되는 것으로서, 이웃한 메인 스피커(110) 및 서브 스피커(120)에서 발생되는 음파는 서로 일정한 각도로 마주보고 있기 때문에 출력되는 음파간의 간섭이 발생할 수 있는데 이를 차음장치(300)가 그 사이에서 일정 길이로 돌출됨으로써 간섭을 방지하는 구성을 제공하는 것이다.
또한 음파의 간섭 외에도 각 메인 스피커(110) 및 서브 스피커(120)에서 음파가 발생되면서 진동역시 발생하게 되는데, 이 진동이 이웃한 메인 스피커(110) 또는 서브 스피커(120)에 영향을 미치게 되면 비정상적인 파열음 등이 발생하는 원인이 된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 메인 스피커(110) 및 서브 스피커(120)의 사이에 차음장치(300)를 위치시키는 것이다.
이 차음장치(300)의 구성을 더욱 상세하게 설명하면, 탄성재질로 형성되고, 이웃한 프론트커버(170)의 내측면에 각각 고정수단(330)을 매개로 결합된 상태에서 프론트커버(170)의 전방으로 돌출 연장된 한 쌍의 서브 차음판(320)과, 일 단에 한 쌍의 서브 차음판(320)의 단부가 모두 결합된 상태에서 프론트커버(170)의 전방을 향해 돌출 연장된 메인 차음판(310)이 포함되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 메인 차음판(310)의 형태는 특별하게 지정되지는 않았으나, 프론트커버(170)의 측면과 유사한 너비나 형태를 갖도록 하여 돌출됨에 따라 프론트커버(170)에서 연장된 형상을 갖도록 구성하는 방법이 가장 바람직하지만, 이러한 형태에 크게 한정되지는 않고, 제작상의 여건이나 원하는 성능 등 필요에 따라 다양한 너비나 형태, 길이, 부피 등을 갖출 수 있음은 물론이다.
다시 말해, 이러한 차음장치(300)의 구성은 이웃한 프론트커버(170)가 회동부(130)을 통해 연결된 구조를 활용하는 구성으로서, 한 쌍의 프론트커버(170)간의 사이가 가까워지면 서브 차음판(320)이 ‘ll’형태로 일렬로 위치하게 된다. 이 때, 서브 차음판(320)과 프론트커버(170)의 내측면을 고정시키기 위해 고정수단(330)이 더 포함될 수 있는데, 이 고정수단(330)은 가장 바람직하게는 패스너가 사용될 수 있으나, 필요에 따라 고정이 가능하다면 다양한 부재가 활용 가능함은 물론이다. 이 경우 메인 차음판(310)은 프론트커버(170)로부터 거의 돌출되지 않아 음파 등의 기타 외부요인에 영향을 거의 받지 않게된다.
다만, 프론트커버(170)의 사이가 멀어지게 되면 서브 차음판(320)은 ‘ㅅ’형태 로 벌어지게 되는데, 탄성재질로 구성되기 때문에 프론트커버(170)의 사이가 다시 가까워지면 원래 형태로 복귀될 수 있음은 물론이다. 다만, 프론트커버(170)의 사이가 멀어지면 ‘ㅅ’형태로 전방으로 밀려나게 되며, 이에 따라 메인 차음판(310)이 돌출됨으로써 음파 등의 외부 요인에 영향을 미칠 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 프론트커버(170)의 간격 변화에 대응되어 도면에 나타난 것과 같이 차음장치(300)가 움직이는 것이다. 이렇게 프론트커버(170)간의 사이가 멀어지는 것은, 음파가 방출되는 범위에서 서로 겹쳐지는 범위가 점차 증가하게 되며, 다시 말해 양 음파간의 간섭반경이 늘어나게 되는 것이다. 이 때, 차음장치(300)의 구성은 두 프론트커버(170) 사이에서 연장된 하우징 및 음향반사판의 역할을 함으로써 음파간 간섭을 줄여 불필요한 파열음이나 에코 등의 발생을 방지할 수 있는 구성을 제공하는 것이다.
도 8은 본 발명의 메인 차음판(310)의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
나아가, 메인 차음판(310)의 표면이 음파의 영향을 받되, 메인 차음판(310)의 역할은 이 음파를 제거 또는 흡수하는데 있으므로, 이러한 역할을 위해 다음의 구성이 더 포함될 수 있다.
양 측면에서 각각 다른 음파가 동시에 출력됨에 따라 메인 차음판(310)으로 인한 울림현상이 발생할 우려가 있다. 이러한 현상은 돔 형태의 음파 반사를 통해 울림이 발생하는 시간차를 감소시킴으로서 줄일 수 있다. 따라서, 메인 차음판(310)의 좌우 측면에 위치한 표면에는 표면이 오목하게 함입한 오목부(341)가 형성될 수 있으며, 오목한 표면으로 인해 일종의 돔과 같은 효과를 가질 수 있어 내부에서 음파가 반사되면서 각 음파가 울리는 시간차를 줄여 울림현상을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.
다만, 메인 차음판(310)자체도 음파에 의해 진동하기 때문에 이러한 진동에 의해 오히려 잡음이 발생하는 역효과가 발생할 수도 있다. 이를 방지하기 위한 것으로서, 오목부(341)의 중앙부위에는 방사형으로 돌출된 복수개의 감쇄리브(342)가 더 형성될 수 있다. 방사 형태로 배치된 감쇄리브(342)는 도면에 나타난 것처럼 진동이 발생될 때에 이 진동이 쉽게 퍼져나갈 수 없을 뿐만 아니라, 오히려 방사 형태에 의해 진동을 점차 감쇄시켜 흡수함으로써 외부로 진동이 방출되는 것을 방지할 수 있는 구성이라 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 흡음판(400)을 적용한 일 실시예를 도시한 사시도이다.
흡음판(400)은 서브 차음판(320)에 장착되는 것으로서, 서브 차음판(320)의 정면 일 측에 장착되는 것이며, 바람직하게는 서브 차음판(320)의 전면을 모두 가리거나 혹은 필요한 부분만을 가리도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도면에서 확인할 수 있듯이, 회전 연결수단(430)이 서브 차음판(320)의 일 측에 부착될 수 있는 것을 특징으로 한다. 이 때, 회전 연결수단(430)을 매개로 서브 차음판(320)의 표면에 회동가능하게 장착되는 흡음판(400)은 겉으로 보면 일종의 판과 같은 형상을 가진다. 이 때, 흡음판(400)의 일 측이자 바람직하게는 후면 일 측에는 흡음재(420)가 장착될 수 있는 받침부(410)의 구성이 더 포함될 수도 있다. 이 받침부(410)에 의해 흡음재(420)는 서브 차음판(320)의 표면으로부터 떨어지지 않게 부착될 수 있음은 물론이다. 즉, 차음장치(300)이 장착되는 부위는 다시 말해 흡음이 필요한 부위로서, 이렇게 흡음판(400)이 장착되는 것으로 불필요한 방향으로의 음파 제공을 보다 용이하게 차단할 수 있게 되는 효과를 갖는 것이다.
또한, 흡음판(400)의 후면에는 음파로부터 발생되는 진동을 감지하는 진동센서(440)와, 이 진동센서(440)로부터 감지된 진동의 고저에 따라 회전 연결수단(430)을 좌우로 일정 반경 회동시키는 흡음회동부(450)의 구성이 더 포함될 수 있다. 이러한 흡음회동부(450)의 구성에 의해 과도한 음파가 출력되는 것이 확인되면 흡음판(400)을 일정 반경 회동시켜 음파를 추가로 흡수할 수 있도록 하는 구성을 제공하는 것이다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공연장의 스피커 음향제어 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
100: 스피커 어셈블리 110: 메인 스피커
120: 서브 스피커 130: 회동부
140: 구동부 170: 프론트커버
172: 삽입슬롯 180: 고정 하우징
200: 지지 어셈블리 210: 회전축
220: 틸팅부 230: 보조 구동부
300: 차음장치 310: 메인 차음판
320: 서브 차음판 330: 고정수단
341: 오목부 342: 감쇄리브
400: 흡음판 410: 받침부
420: 흡음재 430: 회전 연결수단
440: 진동센서 450: 흡음회동부
500: 컨트롤러 510: 회동 제어모듈
511: 집중제어부 520: 연동 제어모듈
521: 회전제어부 522: 거리제어부
523: 영역분류 판단부 524: 출력제어부
530: 개체 판단모듈 531: 분포판단부
532: 영역설정부 533: 거리판단부
534: 우선순위 판단부 600: 센서부
610: 개체감지센서

Claims (11)

  1. 공연장의 스피커 음향제어 시스템으로서,
    상기 공연장의 벽체에 장착되는 것으로서, 메인 스피커와, 상기 메인 스피커의 좌우 측면 중 적어도 하나에 회동부를 매개로 좌우로 회동 가능하게 장착되는 서브 스피커와, 상기 회동부에 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는, 복수개의 스피커 어셈블리;
    상기 벽체로부터 상기 스피커 어셈블리를 지지하는 지지 어셈블리;
    상기 구동부의 구동을 제어하는 회동 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스피커 어셈블리는,
    상기 메인 스피커 및 상기 서브 스피커를 결합한 결합체를 수용하는 고정 하우징을 더 포함하고,
    상기 지지 어셈블리는,
    상기 벽체를 기준으로 상기 고정 하우징을 좌우로 회전 가능하게 지지하는 회전축과,
    상기 회전축에 구동력을 제공하는 보조 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 지지 어셈블리는,
    상기 회전축의 단부에 장착되어 상기 고정 하우징을 상하로 회동 시키는 틸팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 공연장 좌석에 앉은 개체를 감지하는 개체감지센서가 구비된 센서부와, 상기 센서부에서 감지된 개체수를 판단하여 분포정보를 생성하는 분포판단부와, 상기 개체수의 고저에 따라 상기 좌석을 복수개로 그룹핑한 좌석영역을 설정하는 영역설정부와, 상기 좌석영역과 상기 복수개의 스피커 어셈블리 각각의 이격된 거리를 판단하는 거리판단부를 포함하는 개체 판단모듈과,
    상기 거리에 비례하여 상기 개체수가 가장 높은 좌석영역을 향하도록 상기 보조 구동부 및 상기 틸팅부 중 적어도 하나의 구동을 차등 제어하는 회전제어부를 포함하는 연동 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 개체 판단모듈은,
    각각의 상기 스피커 어셈블리별로 상기 개체수가 가장 높은 좌석영역을 제외한 나머지 좌석영역을 대상으로 상기 거리의 고저에 따라 우선순위를 부여하는 우선순위 판단부를 더 포함하고,
    상기 연동 제어모듈은,
    상기 우선순위에 따라 각각의 상기 스피커 어셈블리마다 상기 회동부의 회동을 차등 제어하는 거리제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 연동 제어모듈은,
    상기 좌석영역별로 상기 우선순위에 따라 출력방향이 지정된 상기 서브 스피커를 분류하는 영역분류 판단부와,
    상기 좌석영역별로 분류된 상기 서브 스피커 각각을 대상으로 상기 거리의 고저 및 상기 보조 구동부, 상기 틸팅부 및 상기 회동부의 구동에 의해 변경된 기울기의 고저에 비례하여 출력되는 사운드의 크기를 차등 제어하는 출력제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 스피커 및 상기 서브 스피커는,
    상기 메인 스피커 및 상기 서브 스피커 각각의 하우징에서 전면 둘레를 따라 전방으로 돌출 연장된 프론트커버를 더 포함하고,
    상기 회동부는,
    이웃한 한 쌍의 상기 프론트커버의 외측면에 장착되어 상기 프론트커버를 좌우로 회동 가능하게 연결하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 메인 스피커와 상기 서브 스피커의 사이에는,
    판상형태의 탄성재질로서, 이웃한 프론트커버의 내측면에 각각 고정수단을 매개로 결합된 상태에서 상기 프론트커버의 전방으로 돌출 연장된 한 쌍의 서브 차음판과,
    상기 서브 차음판의 연장 단부가 만나는 영역에서 상기 프론트커버의 전방을 향해 판상 형태로 돌출된 메인 차음판을 구비한 차음장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 메인 차음판은,
    상기 메인 차음판의 좌우 측면을 오목하게 함입한 오목부와,
    상기 오목부의 중앙부위에서 방사형으로 돌출된 감쇄리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 서브 차음판은,
    회전 연결수단을 매개로 상기 서브 차음판의 전면 일 측에 회전 가능하게 장착되는 흡음판을 더 포함하되,
    상기 흡음판의 후면에는,
    상기 서브 차음판을 향해 진행되는 음파를 흡수하도록 장착되는 흡음재와,
    상기 음파로부터 발생되는 진동을 감지하는 진동센서와,
    감지된 진동의 고저에 따라 상기 회전 연결수단을 좌우로 일정 반경 회동시키는 흡음회동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 출력제어부는,
    다음의 수식 1을 사용하여 출력되는 사운드의 크기를 차등 제어하는 것을 특징으로 하는, 공연장의 스피커 음향제어 시스템.
    수식 1 :
    Figure pat00002

    (여기서, SA는 사운드 크기, d는 상기 좌석영역의 폭, h는 상기 좌석영역으로부터 상기 서브 스피커 각각의 이격된 거리, k는 상기 좌석영역을 향해 출력방향이 지정된 상기 서브 스피커의 총 개수, hw는 상기 서브 스피커의 기울기, he는 상기 좌석영역을 향해 출력방향이 지정된 상기 서브 스피커의 이격된 거리 평균.)
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